基于车辆伪基站的协同定位方法及存储介质技术

本发明专利技术的一种基于车辆伪基站的协同定位方法及存储介质，将协同车辆作为伪基站，自适应周期发送差分信息，主车进行筛选融合，提高城市环境下的定位精度。本发明专利技术将定位精确的协同车辆作为伪基站，生成并自适应发送差分信息，由目标车辆进行筛选融合，在城市环境中具有更高的模糊度固定率和定位精度。同时，本发明专利技术算法实现复杂度低，对时间同步要求低，城市环境中精度大于传统的RTK算法，尤其适用于城市场景下车辆高精度定位。而且算法简单易实现，单辆协同车辆也具备优良的定位性能。并且在遮挡及其严重的环境中，可视卫星数不支持进行差分定位，协同卡尔曼滤波器也可以使定位精度达到了厘米级。度达到了厘米级。度达到了厘米级。

【技术实现步骤摘要】
基于车辆伪基站的协同定位方法及存储介质


[0001]本专利技术涉及定位
，具体涉及一种基于车辆伪基站的协同定位方法及存储介质。

技术介绍

[0002]全球关于智能交通系统（Intelligent Transportation System, ITS）应用的研究取得了迅速发展，其目标是利用计算机、通信、传感等技术的进步实现更加安全、高效、节约能源、环境友好和舒适的交通系统。由此涌现了一系列新的技术，如导航、各种驾驶辅助技术、车路协同乃至自动驾驶等。这些技术的实现往往需要某种定位手段来获得车辆的位置。获取实时、准确的车辆位置信息（如经度、纬度、高度等）是许多智能交通技术的重要组成部分。
[0003]在车辆导航系统的组成中，全球导航卫星系统（GNSS）提供车辆的绝对精确位置。因此，它一直是车辆导航系统和服务的核心部分。然而，GNSS也与各种误差有关，例如由卫星时钟，星历误差以及电离层和对流层延迟引起的误差，在实际应用中导致超过10 m的定位误差。在城市环境中，GNSS非视距（NLOS）延迟和由于建筑物遮挡引起的本地信号中断可能导致高达几百米的定位误差。
[0004]随着车对车（V2V）技术的发展，车辆与各个单元之间的信息可以共享，传递包括车辆位置信息、速度信息等车辆状态信息以及多种传感器感知的原始观测信息，利用V2V通信，利用通信信号传递协同车辆的定位信息，提高了定位系统的可用性和可靠性。
[0005]伪基站（Pseudo
‑
Reference Station）表示为以车辆为载体的参考差分基准站，拥有固定差分基准站的基本功能，能够发送伪距改正数、载波相位改正数、伪距改正数变化率以及载波相位改正数变化率等信息。

技术实现思路

[0006]本专利技术提出的一种基于车辆伪基站的协同定位方法，可至少解决上述技术问题之一。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种基于车辆伪基站的协同定位方法，包括以下步骤：步骤一：协同车辆根据自身的定位解计算差分信息，其中包括空间误差消除、概略钟差计算、差分改正数变化率三部分，同时储存当前历元定位解固定状态，观测卫星数。
[0008]步骤二：根据步骤一得到的协同车辆差分信息及当前历元定位解的固定状态，差分改正数自适应发送模块中设置固定解更新阈值和部分模糊度固定解更新阈值，自适应发送协同车量差分改正数、差分改正数历元、定位解固定状态以及观测卫星数。
[0009]步骤三：根据步骤二得到的协同车辆差分改正数、差分改正数历元、定位解固定状态以及观测卫星数以及由车间测距值获取模块获得的车间测距值，差分改正数筛选融合模块中筛选得到最优协同车辆差分改正数集合，融合集合中的数据得到最优差分改正数。
[0010]步骤四：根据步骤三得到的最优差分改正数和车间测距值，目标车辆差分定位模块中实时进行固定解算，求解基线向量。
[0011]进一步的，在步骤一中所述的“协同车辆根据自身的定位解计算差分信息，其中包括空间误差消除、概略钟差计算、差分改正数变化率三部分，同时储存当前历元定位解固定状态，观测卫星数”，其做法如下：S11、通过协同车辆车载高精度接收机获取协同车辆精确位置，当前历元定位解固定状态和观测卫星数；S12、上述定位解固定状态由ratio检验方法得到，结合协同车辆原始观测信息通过电离层延时误差模型和对流层延时误差模型计算电离层延时及对流层延时；S13、初始历元，计算初始概略钟差；S14、通过上述协同车辆精确位置、原始观测信息、电离层延时、对流层延时和初始概略钟差获得初始历元伪距改正数和载波相位改正数，并储存当前历元差分改正数信息；S15、第二历元及后续历元中，结合上一历元的差分改正数信息，计算概略钟差增量，更新概略钟差，获得伪距改正数和载波相位改正数，储存当前历元差分改正数信息，获取伪距改正数变化率和载波相位改正数变化率；进一步的，在步骤二中所述的“根据步骤一得到的协同车辆差分信息及当前历元定位解的固定状态，差分改正数自适应发送模块中设置固定解更新阈值和部分模糊度固定解更新阈值，自适应发送协同车量差分改正数、差分改正数历元、定位解固定状态以及观测卫星数”，其做法如下：S21、获取当前历元协同车辆的定位解固定状态；S22、根据S21获取的定位解固定状态将当前历元差分信息归类，并更新此定位解固定状态的最新差分信息，并更新相应的历元时间；S23、设置固定解更新阈值为2s，部分模糊度固定解更新阈值为3s，判断当前历元时间与S22储存的固定解历元与部分模糊度固定解历元的差值，协同车辆自适应发送最近历元最佳差分信息以及S11、S22步骤中给出的观测卫星数、固定解状态和对应历元时间；进一步的，在步骤三中所述的“差分改正数筛选融合模块中筛选得到最优协同车辆差分改正数集合，融合集合中的数据得到最优差分改正数。”，其做法如下：S31、根据S23步骤中给出的各个协同车辆的固定解状态和对应历元，选取距离当前历元最近、值最大的差分信息构成差分改正数集合；S32、通过车间测距值获取模块获得协同车辆测距值，对上述步骤中差分改正数集合中的元素加权处理，得到最优差分改正数，权重由车间测距值的倒数决定；S33、若车间测距值获取失败，则权重由步骤S23中给出的观测卫星数决定；
进一步的，在步骤四中所述的“根据步骤三得到的最优差分改正数和车间测距值，目标车辆差分定位模块中实时进行固定解算，求解基线向量”，其做法如下：S41、目标车辆差分定位模块中获取目标车辆的原始观测值，包括伪距观测值和载波相位观测值，步骤S32、S33中获取最优差分改正数，对原始观测量修正，得到修正后的伪距、载波相位测量值；S42、对S41步骤中的修正后伪距、载波相位测量值做星间双差处理，消除接收机钟差，得到双差观测值；S43、将得到的双差观测值与车间测距值输入协同卡尔曼滤波器，得到位置浮点解和双差模糊度浮点解，再由ratio检验方法固定模糊度，修正基线向量。
[0012]又一方面，本专利技术还公开一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如上述任一方法的步骤。
[0013]由上述技术方案可知，本专利技术提供一种基于车辆伪基站的协同高精度定位方法及系统，本专利技术由协同车辆位置获取模块、协同车辆伪基站差分改正数生成模块、协同车辆差分改正数自适应发送模块、车间测距值获取模块、差分改正数筛选融合模块、目标车辆差分定位模块组成。本专利技术提出以协同车辆作为伪差分基准站的定位方法，消除近似的公共误差。用差分校准信息代替伪距观测值和载波相位观测值，在移动端进行筛选融合，权重由协同车辆的观测质量决定。提出自适应差分信息发送策略，以历史观测良好的差分信息代替观测质量差的当前历元差分信息。
[0014]具体的说，本专利技术将定位精确的协同车辆作为伪基站，生成并自适应发送差分信息，由目标车辆进行筛选融合，在城市环境中具有更高的模糊度固定率和定位精度。同时，本专利技术算法实现复杂度低，对时间同步要求低，城市环境中精度大于传统的RTK算法，尤其适用于城市场景下车辆高精度定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于车辆伪基站的协同定位方法，其特征在于，包括以下步骤，步骤一、协同车辆在差分信息计算模块中根据自身的定位解计算差分信息，其中包括空间误差消除、概略钟差计算、差分改正数变化率三部分，同时储存当前历元定位解固定状态，观测卫星数；步骤二、根据步骤一中差分信息计算模块获取的协同车辆差分信息及当前历元定位解的固定状态，在差分改正数自适应发送模块中设置固定解更新阈值和部分模糊度固定解更新阈值，自适应发送协同车量差分改正数、差分改正数历元、定位解固定状态以及观测卫星数；步骤三、根据步骤二差分改正数自适应发送模块中获得的协同车辆差分改正数、差分改正数历元、定位解固定状态、观测卫星数以及由主车车间测距值获取模块获得的车间测距值，在主车差分改正数筛选融合模块中筛选得到最优协同车辆差分改正数集合，融合集合中的数据得到最优差分改正数；步骤四、根据步骤三中差分改正数筛选融合模块获得的最优差分改正数和车间测距值，在主车差分定位模块中实时进行固定解算，求解基线向量，进而实现主车定位。2.根据权利要求1所述的基于车辆伪基站的协同定位方法，其特征在于：所述步骤一、协同车辆在差分信息计算模块中根据自身的定位解计算差分信息，其中包括空间误差消除、概略钟差计算、差分改正数变化率三部分，同时储存当前历元定位解固定状态，观测卫星数，具体包括以下步骤：S11、通过协同车辆车载高精度接收机获取协同车辆精确位置，当前历元定位解固定状态和观测卫星数；S12、上述定位解固定状态由ratio检验方法得到，结合协同车辆原始观测信息通过电离层延时误差模型和对流层延时误差模型计算电离层延时及对流层延时；S13、初始历元，计算初始概略钟差；S14、通过上述协同车辆精确位置、原始观测信息、电离层延时、对流层延时和初始概略钟差获得初始历元伪距改正数和载波相位改正数，并储存当前历元差分改正数信息；S15、第二历元及后续历元中，结合上一历元的差分改正数信息，计算概略钟差增量，更新概略钟差，获得伪距改正数和载波相位改正数，储存当前历元差分改正数信息，获取伪距改正数变化率和载波相位改正数变化率。3.根据权利要求1所述的基于车辆伪基站的协同定位方法，其特征在于：所述步骤二、根据步骤一中差分信息计算模块获取的协同车辆差分信息及当前历元定位解的固定状态，在差分改正数自适应发送模块中设置固定解更新阈值和部分模糊度固定解更新阈值，自适应发送协同车量差分改正数、差分改正数历元、定位解固定状态以及观测卫星数，具体包括以下步骤：
S21、获取当前历元协同车辆的定位解固定状态；S22、根据S21获取的定位解固定状态将当前历元差分信息归类，并更新此定位解固定状态的最新差分信息，并更新相应的历元时间；S23、设置固定解更新阈值为2s，部分模糊度固定解更新阈值为3s，判断当前历元时间与S22储存的固定解历元与部分模糊度固定解历元的差值，协同车辆自适应发送最近历元最佳差分信息以及S11、S22步骤中给出的观测卫星数、固定解状态和对应历元时间。4.根据权利要求1所述的基于车辆伪基站的协同定位方法，其特征在于：所述步骤三...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵洪博，杨宇航，庄忱，胡闪，查桂林，
申请(专利权)人：北京航空航天大学合肥创新研究院北京航空航天大学合肥研究生院，
类型：发明
国别省市：